Populaire Berichten

Editor'S Choice - 2019

Cellen worden luidruchtig in drukke omgevingen

Anonim

Bacteriën zijn ongelooflijk klein, maar verpakken een enorme diversiteit aan verschillende moleculen zoals DNA, mRNA en eiwitten. Chemici van de Radboud Universiteit Nijmegen, Eindhoven en Parijs laten nu voor het eerst zien dat willekeurige variaties of 'ruis' in cellulaire processen ontstaan ​​door een wisselwerking tussen de reactiesnelheid en de omgeving. Nature Nanotechnology publiceert de resultaten op 26 oktober.

advertentie


In een levende cel zijn er voortdurend veel processen aan de gang. Daarom zijn er veel componenten in kleine hoeveelheden aanwezig, wat onvermijdelijk leidt tot willekeurige variaties in cellulaire processen die door chemici ook 'ruis' worden genoemd. Tot nu toe was de exacte oorsprong van het geluid nooit volledig uitgelegd.

Honderden picoliter druppels

Maike Hansen, chemicus van de Radboud Universiteit en eerste auteur van het artikel, legt uit: 'Om het fenomeen geluid te onderzoeken, plaatsten we DNA-moleculen in honderden kleine picoliter vloeibare druppeltjes.' Alle druppels hadden exact dezelfde samenstelling, waardoor de onderzoekers ze tegelijkertijd konden onderzoeken en kijken naar het geluid dat voortkwam uit de kleine verschillen tussen hen.

'We ontdekten dat naarmate de viscositeit of de kleverigheid van de druppels toeneemt, de ruis in de cellen ook toeneemt', zegt Hansen. 'Meer in detail ontdekten we dat in visceuze omgevingen, waarvan levende cellen een voorbeeld zijn, de mobiliteit van geproduceerde macromoleculen zoals eiwitten afneemt. Daarom worden de macromoleculen sneller geproduceerd dan ze kunnen diffunderen, wat leidt tot lokale reactiehotspots. Deze hotspots hebben geleid tot een aanzienlijke toename van ruis, iets wat we hebben bevestigd met behulp van simulaties. '

Resistente bacteriën en synthetische cellen

Gevraagd naar het belang van deze bevinding verklaart Hansen: 'We willen begrijpen waarom cellen van elkaar verschillen. Waarom kunnen bijvoorbeeld verschillende bacteriën met dezelfde basisinformatie in hun DNA resistent of niet-resistent zijn tegen antibiotica? Die verschillen kunnen worden verklaard door de kleine variaties die we hebben gemeten. Verder is het ons doel om op een dag een synthetische cel in het laboratorium te bouwen. Om dit te bereiken, moeten we alle details over cellen en hun reacties kennen. Dus het vinden van die viscositeit is belangrijk, is erg belangrijk voor ons. '

advertentie



Verhaal Bron:

Materiaal geleverd door de Radboud Universiteit . Opmerking: inhoud kan worden bewerkt voor stijl en lengte.


Journal Reference :

  1. Maike MK Hansen, Lenny HH Meijer, Evan Spruijt, Roel JM Maas, Marta Ventosa Rosquelles, Joost Groen, Hans A. Heus, Wilhelm TS Huck. Macromoleculaire crowding creëert heterogene omgevingen van genexpressie in picoliter-druppeltjes . Nature Nanotechnology, 2015; DOI: 10.1038 / nnano.2015.243